WO1990010119A1 - Sanitärarmatur für wasserhähne - Google Patents

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WO1990010119A1
WO1990010119A1 PCT/EP1990/000208 EP9000208W WO9010119A1 WO 1990010119 A1 WO1990010119 A1 WO 1990010119A1 EP 9000208 W EP9000208 W EP 9000208W WO 9010119 A1 WO9010119 A1 WO 9010119A1
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sanitary fitting
turbine
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generator
water
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Monika Brandstetter
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Cosmos Entwicklungs- Und Forschungsanstalt
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/05—Arrangements of devices on wash-basins, baths, sinks, or the like for remote control of taps
    • E03C1/055—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like
    • E03C1/057—Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors

Definitions

  • the invention relates to a sanitary fitting for taps and the like.
  • a mixing valve and a shut-off valve controlled by a sensor and the valve body of which with one in one
  • Magnetic field arranged armature winding is provided, which is connected to a control unit which amplifies the control signals of the sensor.
  • a sanitary fitting of this type which is often used in publicly accessible washrooms, to rule out the actuation of a shut-off valve by hand, is known.
  • the shut-off valve inserted into the inlet pipe is designed as a solenoid valve and is connected to an electrical switching element as a control unit, by means of which the solenoid valve is opened when the washers come closer and water thus emerges from the outlet piece without manual contact.
  • the supply of the electrical GmbHeleme ⁇ tes and the solenoid valve with electrical energy can by connecting to the general power supply or according DE-OS 35 37 678 are accomplished by batteries or rechargeable batteries.
  • connection to be made by means of electrical connecting cables is easy to disconnect and the fitting can thus be put out of operation in a very simple manner, as soon as the sensor emits a pulse and the shut-off valve is opened, the power supply or electrical energy is taken from the battery.
  • the operating and maintenance costs of these known fittings which are frequently in operation in most applications, are therefore considerable.
  • the construction effort is also great, since the solenoid of the shut-off valve is to be supplied with a different voltage than is made available by the power supply and sometimes complex measures have to be taken to avoid accidents.
  • the object of the invention is therefore to design the sanitary fitting of the aforementioned type in such a way that it works almost maintenance-free and that willful damage by third parties is largely excluded.
  • no connection to a power grid should be required, but reliable operation should nevertheless be ensured. Accordingly, the operating costs are to be kept low, and despite the low construction costs, the risk of an accident due to electrical current should also be excluded.
  • an accumulator integrated in the sanitary fitting is connected to the control unit, which is connected to a generator which is coupled to a turbine, which is connected to a water pipe associated with the sanitary fitting, preferably in the sanitary fitting ⁇ achschalt ⁇ , water pipe leading to the tap is used. It is appropriate here to arrange a transmission gear between the turbine and the generator and to form the water line around the turbine as an annular duct, into which blades arranged on the turbine protrude, the generator and the transmission gear concentrically within the annular duct in one preferably drop-shaped housing should be arranged.
  • an accumulator integrated in the sanitary fitting is connected to the control device and is connected to a generator coupled by a turbine driven by the outflowing water, it is possible to operate the sanitary fitting independently of a power supply .
  • This not only expands their area of application, since this can also be arranged at locations to which electrical energy can be supplied only with difficulty from a power supply, but it is also excluded with high probability that willful damage can be carried out in a simple manner. Any connecting cables that can be easily cut through are no longer available, and the sanitary fitting designed according to the proposal therefore operates almost maintenance-free.
  • a further advantage is that no electrical energy can be drawn from the power supply for operating the fitting, it rather supplies itself to a certain extent by converting the flow energy of the water into electrical energy and storing it in the accumulator. This significantly reduces operating costs. And since the generator can be designed for the operating voltage of the magnetic coil, are given by the Accidents caused by electrical voltage, unless special precautions have to be taken, are also ruled out in the event of improper handling. With low construction costs, versatile, trouble-free use of the proposed sanitary fitting is provided.
  • FIG. 1 shows the sanitary fitting installed in a water pipe with a shut-off valve
  • FIG 2 shows the structure of the Sa ⁇ itmaschinearmature ⁇ of Figure 1, in schematic representation.
  • the sanitary fitting shown in FIG. 1 and designated 1 has a mixing valve 11 and a shut-off valve 12 connected downstream thereof, which can be controlled by means of a sensor 17.
  • the water supplied to the mixing valve 11 from a cold water pipe 2 and a hot water pipe 3 via pipes 4 and 5 is mixed in accordance with the water distribution set and can flow out of a tap 7 to which the mixed water is fed via a water pipe 6 as soon as the shut-off valve 12 is opened in response to a pulse emitted by the sensor 17.
  • the shut-off valve 12 is equipped with an armature winding 13 and an armature 14, to which a valve body 15 is attached.
  • the armature winding 13 When the armature winding 13 is excited, the armature 14 is moved to the right against the force of a return spring 16 by the magnetic field which is formed, so that in the mixing valve 11 of cold and warm water, correspondingly mixed water from a channel 6 1 1 through which the mixing valve 11 and the shut-off valve 12 are verou ⁇ den to one another, since in this case the shut-off valve 12 is open and can flow into the water line 6.
  • a control unit 18 is used to excite the armature winding 13 as a function of the pulses from the sensor 17, which is connected to the sensor 17 via a signal line 19 and to the armature winding 13 via a further line 20.
  • an accumulator 21 designed as a rechargeable battery is connected to the control unit 18 for its supply with electrical energy and for the supply of the armature winding 13 via a line 22.
  • the water supply to the faucet 7 is thus controlled by means of the control device 18 and this is fed with mixed water from cold and warm water in accordance with the setting of the mixing valve 11.
  • a generator 33 is assigned to it, which is connected to the rechargeable battery 21 via a power line 34. And the generator 33 is connected via an intermediate transmission gear 32 to a turbine 31, which can be driven by the water flowing in the water line 6.
  • the water line 6 is designed in the region of the turbine 31 as an annular channel 6 ', and in a drop-shaped configuration, the annular channel 6'.
  • delimiting housings 30 are concentrically installed the shaft 36 of the turbine 31, the transmission gear 32, which is connected to the latter, and the generator 33 connected downstream.
  • the turbine 31 is put into operation and by means of this and the generator 33 the flow energy of the water flowing in the ring channel 6 'is converted into electrical energy which is stored in the accumulator 21 and if necessary, is fed via line 22 to the control device 18 shown schematically in FIG.
  • the sanitary fitting 1 is therefore always ready for operation regardless of a power network and therefore operates almost maintenance-free.

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Abstract

Bei einer Sanitärarmatur (1) für Wasserhähne (7) mit einem Mischventil (11) und einem nachgeschalteten durch einen Sensor (17) steuerbaren Absperrventil (12), dessen Ventilkörper mit einem in einer Magnetfeld angeordneten Ankerwicklung (13) versehen ist, die mit einem die Steuersignale des Sensors (17) verstärkenden Steuergerät (18) verbunden ist, ist an dieses ein in die Sanitärarmatur (1) integrierter Akkumulator (21) als elektrische Stromquelle angeschlossen, der mit einem Generator (33) angeschlossen ist. Der Generator (33) ist von einer Turbine (31) antreibbar, die in der der Sanitärarmatur (1) zugeordneten Wasserleitung (6) eingesetzt und von dem entnommenen Wasser durchströmbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Sanitärarmatur (1) unabhängig von einem Stromnetz zu betreiben, so daß ein nahezu wartungsfreier Betrieb gewährleistet ist.

Description

Sanitärarmatur für Wasserhähne
Die Erfindung bezieht sich auf eine Saπitärarmatur für Wasserhähne und dgl. mit einem Mischveπtil und einem diesem πachgeschalteten , durch einen Sensor gesteuerten Absperrventil, dessen Ventilkörper mit einer in einem
Magnetfeld angeordneten Ankerwicklung versehen ist, die mit einem Steuergerät verbunden ist, das die Steuer¬ signale des Sensors vertärkt.
Durch die DE-OS 25 13 092 ist eine Saπitärarmatur dieser Art, die vielfach in öffentlich zugänglichen Waschräumen eingesetzt werden, um eine Betätigung eines Absperrhahnes von Hand auszuschließen, bekannt. Das in das Zulaufrohr eingesetzte Absperrventil ist hierbei als Magnetventil ausgebildet und mit einem elektrischen Schaltelemeπt als Steuergerät zusammengeschaltet, durch das bei An¬ näherung des Waschenden das Magnetventil geöffnet wird und somit ohne Handberührung Wasser aus dem Auslaufstück austritt. Die Versorgung des elektrischen Schaltelemeπtes sowie des Magnetventils mit elektrischer Energie kann durch Anschließen an das allgemeine Stromnetz oder gemäß der DE-OS 35 37 678 durch Batterien bzw. wiederaufladbars Akkumulatoren bewerkstelligt werden.
Abgesehen davon, daß die mittels elektrischer Anschlu߬ kabel vorzunehmenden Verbindung leicht zu lösen sind und die Armatur somit auf sehr einfache Weise außer Betrieb zu setzen ist, wird, sobald durch den Sensor ein Impuls abge¬ geben und das Absperrventil geöffnet wird, dem Stromnetz bzw. der Batterie elektrische Energie entnommen. Die Be¬ triebs- und Wartungskosten dieser bekannten, in den meisten Anwendungsfälleπ häufig in Betrieb befindlichen Armaturen, sind daher erheblich. Auch ist der Bauaufwand groß, da der Magπetspule des Absperrventils eine andere Spannung zuzuführen ist als durch das Stromnetz zur Verfügung gestellt wird und mitunter aufwendige Vorkehrungen zur Vermeidunπ von Unfällen zu treffen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Saπitärarmatur der vorgenannten Gattung in der Weise auszubilden, daß diese nahezu wartungsfrei arbeitet und daß mutwillige Beschädi¬ gungen durch Dritte weitgehend ausgeschlossen sind. Vor allem soll kein Anschluß an ein Stromnetz erforderlich aber dennoch eine zuverlässige Betriebsweise sichergestellt sein. Die Betriebskosten sollen demnach gering gehalten werden, auch soll trotz geringem baulichen Aufwandes eine Unfall¬ gefahr durch elektrischen Strom ausgeschlossen sein.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an das Steuergerät ein in die Saπitärarmatur integrierter Akkumulator angeschlossen ist, der mit einem Generator verbunden ist, der an eine Turbine gekoppelt ist, die in eine der Sanitärarmatur zugeordneten Wasserleitung, vorzugs- weise in der der Sanitärarmatur πachgeschalteteπ , zum Wasserhahn führenden Wasserleitung eingesetzt ist. Angebracht ist es hierbei, zwischen der Turbine und dem Generator ein Übersetzungsgetriebe anzuordnen und die Wasserleitung um die Turbine herum als Ringkanal aus¬ zubilden, in den an der Turbine angeordnete Schaufeln hineinragen, wobei der Generator und das Übersetzungsge¬ triebe konzentrisch innerhalb des Ringkanals in einem vorzugsweise tropfenförmig ausgebildeten Gehäuse ange¬ ordnet sein sollten.
Wird bei einer Saπitärarmatur der vorgenannten Art gemäß der Erfindung an das Steuergerät ein in die Saπitärarmatur integrierter Akkumulator angeschlossen, der mit einem durch eine von dem ausströmenden Wasser angetriebenen Turbine gekoppelten Generator verbunden ist, so ist jes möglich, die Sanitärarmatur unabhängig von einem Stromnetz zu betreiben. Dadurch wird nicht nur deren Eiπsatzbereich erweitert, da diese auch an Stellen angeordnet werden kann, denen nur unter Schwierigkeiten elektrische Energie aus einem Stromnetz zuzuführen ist, sondern es wird- mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ausgeschlossen, daß auf einfache Weise mutwillige Beschädigungen vorzunehmen sind. Irgendwelche Verbiπduπgskabel, die leicht durchtrennt werden können, sind nämlich nicht mehr vorhanden, die vor¬ schlagsgemäß ausgebildete Sanitärarmatur arbeitet demnach nahezu wartungsfrei.
Des weiteren ist von Vorteil, daß dem Stromnetz zum Be¬ trieb der Armatur keine elektrische Energie zu entnehmen ist, diese versorgt sich vielmehr gewissermaßen selbst, indem die Strömungsenergie des Wassers in elektrische Energie umgewandelt und in dem Akkumulator gespeichert wird. Die Betriebskosten werden auf diese Weise erheblich gesenkt. Und da der Generator auf die Betriebsspannung der Magπetspule ausgelegt werden kann, sind durch die gegebene elektrische Spannung bedingte Unfälle, ahne daß besondere Vorkehrungen zu treffen sind, auch bei unsachgemäßer Be¬ handlung ausgeschlossen. Bei geringem Bauaufwand ist somit ein vielseitiger störungsfreier Einsatz der vorschlagsgemäß ausgebildeten Saπitärarmatur gegeben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten Sanitärarmatur dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:
Figur 1 die in einer Wasserleitung eingebaute Saπitärarmatur mit Absperrventil und
Stromversorgungseiπrichtuπg , teilweise in einem Längsschnitt sowie
Figur 2 den Aufbau der Saπitärarmatureπ nach Figur 1, in sche atischer Darstellung.
Die in Figur 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Sani¬ tärarmatur weist ein Mischventil 11 sowie ein diesem nachge¬ schaltetes Absperrventil 12 auf, das mittels eines Sensors 17 steuerbar ist. Das aus einer Kaltwasserleitung 2 und einer Warmwasserleitung 3 über Leitungen 4 und 5 dem Misch- veπtil 11 zugeführte Wasser wird entsprechend der einge¬ stellten Wasserverteilung gemischt und kann aus einem Wasserhahn 7, dem das gemischte Wasser über eine Wasser¬ leitung 6 zugeführt wird, ausströmen, sobald das Absperr¬ ventil 12 in Abhängigkeit von einem von dem Sensor 17 abgegebenen Impuls geöffnet wird.
Das Absperrventil 12 ist mit einer Ankerwicklung 13 und einem Anker 14 ausgestattet, an dem ein Ventilkörper 15 angebracht ist. Bei Erregung der Ankerwicklung 13 wird der Anker 14 durch das sich ausbildende Magnetfeld entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 16 nach rechts bewegt, so daß in dem Mischveπtil 11 aus kaltem und warmem Wasser ent¬ sprechend gemischtes Wasser aus einem Kanal 61 1 , durch den das Miscnveπtil 11 und das Absperrventil 12 miteinander verouπden sind, da in diesem Fall das Absperrventil 12 geöffnet ist, in die Wasserleitung 6 überströmen kann.
Zur Erregung der Ankerwicklung 13 in Abhängigkeit von den Impulsen des Sensors 17 dient ein Steuergerät 18, das über eine Sigπalleitung 19 mit dem Sensor 17 und eine weitere Leitung 20 mit der Ankerwicklung 13 verbunden ist. Außerdem ist an das Steuergerät 18 zu dessen Versorgung mit elektrischer Energie sowie zur Versorgung der Anker¬ wicklung 13 über eine Leitung 22 ein als aufladbare Batterie ausgebildeter Akkumulator 21 angeschlossen.
Mittels des Steuergerätes 18 wird somit die Wasserzufuhr zu dem Wasserhahn 7 gesteuert und diesem wird entsprechend der Einstellung des Mischventils 11 aus kaltem und warmem Wasser gemischtes Wasser zugeführt.
Um den Akkumulator 21 unabhängig von einem Stromnetz auf¬ laden zu können, ist diesem ein Generator 33 zugeordnet, der über eine Stromleitung 34 an den Akkumulator 21 ange¬ schlossen ist. Und der Generator 33 steht über ein zwi- scheπgeschaltetes Übersetzungsgetriebe 32 mit einer Tur¬ bine 31 in Triebverbindung, die durch das in der Wasser¬ leitung 6 strömende Wasser aπtreibbar ist.
Die Wasserleitung 6 ist, um in dieser die von dem strö¬ menden Wasser beaufschlagten Schaufeln 35 der Turbine 31 anordnen zu können, im Bereich der Turbine 31 als Ring- kaπal 6' ausgebildet, und in einem tropfenförmig gestalte¬ ten, den Ringkaπal 6' begrenzenden Gehäuse 30 sind konzen¬ trisch die Welle 36 der Turbine 31, das mit dieser trieblich verbundene Übersetzungsgetriebe 32 sowie der nachgeschaltete Generator 33 eingebaut.
/ Sobald somit dem Wasserhahn 7 Wasser entnommen wird, wird die Turbine 31 in Betrieb gesetzt und mittels die¬ ser und dem Generator 33 wird die Strömungsenergie des in dem Riπgkanal 6' strömenden Wassers in elektrische Energie umgewandelt, die in dem Akkumulator 21 gespei¬ chert und bei Bedarf über die Leitung 22 dem in Figur 1 schematisch eingezeichneten Steuergerät 18 zugeführt wird. Die Saπitärarmatur 1 ist demnach unabhängig von einem Stromnetz stets betriebsbereit und arbeitet demnach nahezu wartungsfrei.

Claims

Patentansprüche
Sanitärarmatur für Wasserhähne und dgl . mit einem Mischventil und einem diesem nachgeschalteten, durch einen Sensor gesteuerten Absperrventil, dessen Ventil körper mit einer in einem Magnetfeld angeordneten An¬ kerwicklung versehen ist, die mit einem Steuergerät verbunden ist, das die Steuersignale des Sensors ver¬ stärkt ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
daß an das Steuergerät (18) ein in die Sanitärarmatur (1 ) integrierter Akkumulator (21) angeschlossen ist, der mit einem Generator(33 ) verbunden ist, der an eine Turbine (31) gekoppelt ist, die in eine der Sanitär¬ armatur (1 ) zugeordneten Wasserleitung (6), vorzugsweise in der der Sanitärarmatur (1) nachgeschalteten, zum Wasserhahn (7) führenden Wasserleitung (6) eingesetzt ist.
2. Sanitärarmatur nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
daß zwischen der Turbine (31) und dem Generator (33) ein Übersetzungsgetriebe (32) angeordnet ist.
3. Sanitärarmatur nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die
Wasserleitung (6) um die Turbine (31) herum als Ring¬ kanal (6') ausgebildet ist, in den an der Turbine (31 ) angeordnete Schaufeln (35) hineinragen.
4. Sani ärarmatur nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
daß die die Schaufeln (35) der Turbine (31) tragende Welle (36), der Generator (33) und das Übersetzungsge¬ triebe (32) konzentrisch innerhalb des Ringkanals (6' ) in einem vorzugsweise tropfenförmig ausgebildeten Gehäuse (30) angeordnet sind.
PCT/EP1990/000208 1989-02-24 1990-02-09 Sanitärarmatur für wasserhähne WO1990010119A1 (de)

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